低功耗cmos射频功率放大器的研究与设计

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1、学校代号：学号：密级：10532S11101039普通湖南大学硕士学位论文低功耗CMOS射频功率放大器的研究与设计TheResearchandDesignoftheLowPowerRFPowerAmplifierbyHUANGWenbinB．E．(ShandongInstituteofBusinessandTechnology)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeri

2、ngInformationandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProlessorDUSichunMay,2014㈣0jjij●lⅢ6m5㈣0㈣6⋯2眦Y湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者繇簧丈彬日期：2髀年多月∥日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名：警乏苏

4、蚝导师签名：／彝瑟7日期：j触年多月彳Et日期：胁年莎月多日低功耗CMOS射频功率放大器的研究与设计摘要现代无线通信系统的绝大部分功耗都来自于射频前端电路的功率损耗，而其中射频功率放大器的功耗尤为突出。随着人们对通信终端的要求越来越高，射频前端收发系统向着低成本、小型化及集成化发展成为一种必然趋势。因此，设计低功耗、高集成度的射频功率放大器具有非常重要的研究意义。本文简要介绍了射频功率放大器的研究背景和意义，综述了高效率E类功率放大器与超宽带功率放大器的研究现状。在文献阅读和理论分析的基础上，以低功耗

5、为目标提出了两种分别可应用于无线局域网(WLAN)和超宽带(uwB)通信系统的功率放大器电路。本文的主要工作成果如下：(1)提出了一种新型的高效率E类功率放大器。该功率放大器由两级电路级联组成。驱动级采用电流复用技术在实现高增益的同时，降低了偏置电流；功率级电路通过采用共源共栅的白偏置技术提高功率放大器的输出功率；另外，在开关场效应管的漏极插入串联LC网络，其目的是消除寄生电容的影响，改善功率放大器的线性度。仿真结果表明，在2．5V的工作电压下，功率放大器的功率附加效率为68．3％，输出功率为21．5

6、dBm，功率增益为45dB；在2．4GHz频率处的输入匹配(s11)小于．13．6dB，它具有高效率、高增益以及高输出功率的特点。(2)提出了一种低功耗超宽带功率放大器。该功率放大器以共栅场效应管为输入匹配网络，在3．1～10．6GHz频带范围内获得了较好的输入匹配性能；电路通过采用RC反馈技术和峰值电感技术改善其在超宽带全频带范围内的增益平坦度。为了降低功耗，电路采用了可改变场效应管阈值电压的衬底偏置技术。仿真结果显示，提出的超宽带功率放大器在超宽带全频带内的最大输出功率为5．5dBm，功率增益为1

7、0．6士0．8dB，输入／输出回波损耗(S11、Szz)分别小于．14．3dB和．9dB，输出1dB压缩点达到2dBm。功率放大器电路在0．9V电源电压下的功耗仅为14．3mW。本文提出的电路均采用0．18p,mRFCMOS工艺设计，用Cadence和ADS软件进行模拟仿真。关键词：CMOS；WLAN；UWB；射频功率放大器：低功耗硕士学位论文AbstractThevastpartofpowerconsumptioninmodemwirelesscommunicationsystemcomesfrom

8、theRFfront-endcircuit，especiallyfromtheRFpoweramplifier．Astherequirementsforcommunicationterminalisincreasing，itisatendencythattheRFfront—endsystemwillbelowcost，compactnessandintegration．Asaconsequence，itisofgreatimportancetodesi